FR3020180A1 - SECONDARY BATTERY HAVING OVERLOAD PROTECTION DEVICE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une batterie secondaire ayant un dispositif de protection de surcharge, qui comprend un boîtier de batterie (20) ayant une chambre (21) pour contenir une pluralité d'éléments de batterie secondaire (10) ; une plaque de dissipation thermique (30) fixée au boîtier de batterie (20) ; et un dispositif de décharge de surcharge (40) disposé dans le boîtier de batterie (20) et comprenant une pluralité de modules de décharge de surcharge (40) connectés électriquement aux éléments de batterie secondaire (10). Chaque module de décharge de surcharge (40) comprend une résistance d'équilibrage fixée à la plaque de dissipation thermique (30). Le boîtier de batterie (20) et la plaque de dissipation thermique (30) sont faits de métal, les résistances d'équilibrage sont des résistances en ciment (41), une pluralité de premiers connecteurs (50) sont connectés électriquement aux modules de décharge de surcharge (40), et une pluralité de seconds connecteurs (60) sont connectés électriquement aux résistances en ciment (41) et fixés de façon détachable à un connecteur correspondant parmi les premiers connecteurs (50).A secondary battery having an overload protection device includes a battery case (20) having a chamber (21) for holding a plurality of secondary battery cells (10); a heat dissipation plate (30) attached to the battery case (20); and an overcharge discharge device (40) disposed in the battery case (20) and including a plurality of overload discharge modules (40) electrically connected to the secondary battery cells (10). Each overload discharge module (40) includes a balancing resistor attached to the heat dissipation plate (30). The battery case (20) and the heat dissipation plate (30) are made of metal, the balancing resistors are cement resistors (41), a plurality of first connectors (50) are electrically connected to the discharge modules an overload (40), and a plurality of second connectors (60) are electrically connected to the cement resistors (41) and detachably attached to a corresponding one of the first connectors (50).
Description
BATTERIE SECONDAIRE AYANT UN DISPOSITIF DE PROTECTION DE SURCHARGE La présente invention concerne une batterie 5 secondaire, et plus particulièrement une batterie secondaire ayant un dispositif de protection de surcharge. La batterie secondaire existante comprend généralement un BMS (Battery Management System - système de gestion de batterie) qui est utilisé pour surveiller et 10 contrôler le processus de charge de chaque élément de batterie, en empêchant une surcharge et un endommagement de la batterie. Cependant, le BMS est assez cher et n'est pas de qualité fiable. Par conséquent, le BMS est remplacé par un circuit de protection de surcharge. 15 A l'aide du circuit de protection de surcharge, la puissance en excès est déplacée vers la résistance d'équilibrage et consommée par celle-ci, de façon empêcher la tension de la batterie secondaire d'augmenter de façon continue et de provoquer un endommagement de la 20 batterie. Cependant, la résistance d'équilibrage est une résistance à faible puissance, ce qui produira trop d'énergie thermique. En outre, la batterie elle-même produira également de l'énergie thermique. Lorsque trop d'éléments de batterie secondaire sont chargés de façon 25 synchrone, et que la puissance est déchargée, la chaleur produite par la batterie secondaire sera suffisamment importante pour avoir un effet négatif sur l'effet de charge. Par conséquent, un système de dissipation 30 thermique est conçu pour résoudre ce problème, et le système de dissipation thermique le plus courant comprend un trajet de dissipation thermique, une structure de dissipation thermique et un ventilateur. Cependant, les systèmes de dissipation thermique existants sont principalement des structures indépendantes, ce qui rend la batterie secondaire compliquée, et l'effet de dissipation thermique est limité.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a secondary battery, and more particularly to a secondary battery having an overload protection device. The existing secondary battery generally includes a BMS (Battery Management System) which is used to monitor and control the charging process of each battery cell, preventing overcharging and battery damage. However, the BMS is quite expensive and is not of reliable quality. Therefore, the BMS is replaced by an overload protection circuit. With the aid of the overload protection circuit, the excess power is moved to and consumed by the balancing resistor so as to prevent the voltage of the secondary battery from increasing continuously and damage to the battery. However, the balancing resistor is a low power resistor, which will produce too much heat energy. In addition, the battery itself will also produce thermal energy. When too many secondary battery cells are synchronously charged, and the power is discharged, the heat produced by the secondary battery will be large enough to have a negative effect on the charging effect. Therefore, a thermal dissipation system is designed to solve this problem, and the most common heat dissipation system includes a heat dissipation path, a heat dissipation structure, and a fan. However, existing heat dissipation systems are primarily independent structures, which makes the secondary battery complicated, and the heat dissipation effect is limited.
La présente invention est conçue pour atténuer et/ou éviter les inconvénients décrits ci-dessus. L'objectif principal de la présente invention est de fournir une batterie secondaire ayant un dispositif de protection de surcharge. A l'aide du boîtier de batterie fait de métal, de la plaque de dissipation thermique et des résistances en ciment (désignées plus souvent en anglais « cement resistors ») à haute puissance montées sur la plaque de dissipation thermique, la batterie secondaire de la présente invention, sans structure compliquée, fournira une bonne performance de dissipation thermique et un bon effet de charge pendant le processus de charge, réduisant sensiblement la possibilité d'explosion à haute température. Pour atteindre l'objectif précité, une batterie 20 secondaire ayant un dispositif de protection de surcharge selon la présente invention comprend : un boîtier de batterie ayant une chambre pour contenir une pluralité d'éléments de batterie secondaire ; une plaque de dissipation thermique fixée au boîtier de batterie ; et un 25 dispositif de décharge de surcharge disposé dans le boîtier de batterie et comprenant une pluralité de modules de décharge de surcharge connectés électriquement aux éléments de batterie secondaire, le nombre de modules de décharge de surcharge étant égal à celui des éléments de batterie 30 secondaire, et chacun des modules de décharge de surcharge comprenant une résistance d'équilibrage qui est fixée à la plaque de dissipation thermique et utilisée pour consommer la puissance électrique.The present invention is designed to mitigate and / or avoid the disadvantages described above. The main object of the present invention is to provide a secondary battery having an overload protection device. Using the battery case made of metal, heat dissipation plate and cement resistors (more commonly referred to as "cement resistors") with high power mounted on the heat dissipation plate, the secondary battery of the The present invention, without complicated structure, will provide good heat dissipation performance and good charging effect during the charging process, substantially reducing the possibility of high temperature explosion. To achieve the above object, a secondary battery having an overload protection device according to the present invention comprises: a battery case having a chamber for holding a plurality of secondary battery cells; a heat sink plate attached to the battery case; and an overcharge discharge device disposed in the battery case and including a plurality of overcharge discharge modules electrically connected to the secondary battery cells, the number of overcharge discharge modules being equal to that of the secondary battery cells , and each of the overload discharge modules including a balancing resistor which is attached to the heat dissipation plate and used to consume the electrical power.
La batterie secondaire ayant un dispositif de protection de surcharge est caractérisée par le fait que : le boîtier de batterie et la plaque de dissipation thermique sont faits de métal, les résistances 5 d'équilibrage sont des résistances en ciment, une pluralité de premiers connecteurs sont connectés électriquement aux modules de décharge de surcharge, et une pluralité de seconds connecteurs sont connectés électriquement aux résistances en ciment et fixés de façon détachable à un 10 connecteur correspondant parmi les premiers connecteurs. De préférence, le boîtier de batterie comprend en outre une surface externe, et deux premières parties de raccordement espacées faisant saillie de la surface externe, la plaque de dissipation thermique comprend une 15 partie de dissipation thermique espacée de la surface externe du boîtier de batterie, et deux secondes parties de raccordement formées sur la partie de dissipation thermique et fixées aux premières parties de raccordement, de telle sorte que la plaque de dissipation thermique et le boîtier 20 de batterie définissent un espace de dissipation thermique pour le passage d'un liquide. De préférence, le dispositif de décharge de surcharge comprend en outre une carte de circuit, qui est disposée au niveau d'une entrée de la chambre du boîtier de 25 batterie et conçue pour permettre une connexion électrique des modules de décharge de surcharge et des éléments de batterie secondaire. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, prise conjointement 30 avec les dessins annexés qui présentent, à des fins d'illustration uniquement, le mode de réalisation préféré selon la présente invention. Sur ces dessins : - la Figure 1 est une vue éclatée d'une batterie secondaire ayant un dispositif de protection de surcharge selon la présente invention ; - la Figure 2 est une vue d'ensemble de la batterie secondaire ayant le dispositif de protection de surcharge selon la présente invention ; - la Figure 3 est une vue de dessus de la batterie secondaire ayant le dispositif de protection de surcharge selon la présente invention ; et - la Figure 4 est une vue en coupe transversale de la batterie secondaire ayant le dispositif de protection de surcharge selon la présente invention.The secondary battery having an overload protection device is characterized in that: the battery case and the heat dissipating plate are made of metal, the balancing resistors are cement resistors, a plurality of first connectors are electrically connected to the overload discharge modules, and a plurality of second connectors are electrically connected to the cement resistors and detachably attached to a corresponding one of the first connectors. Preferably, the battery case further comprises an outer surface, and two spaced apart first connection portions protruding from the outer surface, the heat dissipating plate comprises a heat dissipating portion spaced from the outer surface of the battery case, and two second connecting portions formed on the heat dissipating portion and attached to the first connecting portions, such that the heat dissipating plate and the battery housing define a heat dissipation space for the passage of a liquid. Preferably, the overcharge discharge device further comprises a circuit board, which is disposed at an inlet of the battery case chamber and adapted to allow electrical connection of the overload discharge modules and the elements. secondary battery. The present invention will be better understood on reading the following description taken in conjunction with the accompanying drawings which, for purposes of illustration only, show the preferred embodiment of the present invention. In these drawings: - Figure 1 is an exploded view of a secondary battery having an overload protection device according to the present invention; Figure 2 is an overview of the secondary battery having the overload protection device according to the present invention; Figure 3 is a top view of the secondary battery having the overload protection device according to the present invention; and Figure 4 is a cross-sectional view of the secondary battery having the overload protection device according to the present invention.
Si l'on se réfère aux Figures 1 à 3, une batterie secondaire ayant un dispositif de protection de surcharge selon la présente invention comprend : un boîtier de batterie 20, une plaque de dissipation thermique 30, un dispositif de décharge de surcharge 400, une pluralité de premiers connecteurs 50 et une pluralité de seconds connecteurs 60. Le boîtier de batterie 20 est fait de métal ayant une bonne performance de dissipation thermique, et comprend une chambre 21 pour contenir une pluralité d'éléments de batterie secondaire 10. Dans ce mode de réalisation, il y a quatre éléments de batterie secondaire 10, et le boîtier de batterie 20 comprend en outre une surface externe 22, et deux premières parties de raccordement espacées 23 faisant saillie de la surface externe 22.Referring to Figures 1 to 3, a secondary battery having an overload protection device according to the present invention comprises: a battery case 20, a heat dissipation plate 30, an overcharge discharge device 400, a plurality of first connectors 50 and a plurality of second connectors 60. The battery case 20 is made of metal having good heat dissipation performance, and includes a chamber 21 for holding a plurality of secondary battery cells 10. In this mode embodiment, there are four secondary battery cells 10, and the battery case 20 further comprises an outer surface 22, and two spaced apart first connecting portions 23 protruding from the outer surface 22.
La plaque de dissipation thermique 30 est faite de métal ayant une bonne performance de dissipation thermique, et est fixée au boîtier de batterie 20. Dans ce mode de réalisation, la plaque de dissipation thermique 30 comprend une partie de dissipation thermique 31 espacée de la surface externe 22 du boîtier de batterie 20, et deux secondes parties de raccordement 32 formées sur la partie de dissipation thermique 31 et fixées aux premières parties de raccordement 23, de telle sorte que la plaque de dissipation thermique 30 et le boîtier de batterie 20 définissent un espace de dissipation thermique 33 pour le passage d'un liquide. Les premières et secondes parties de raccordement 23, 32 sont fixées ensemble par des vis 34.The heat sink plate 30 is made of metal having good heat dissipation performance, and is attached to the battery case 20. In this embodiment, the heat dissipation plate 30 includes a heat sink portion 31 spaced from the surface external 22 of the battery box 20, and two second connecting portions 32 formed on the heat dissipating portion 31 and fixed to the first connecting portions 23, so that the heat dissipating plate 30 and the battery box 20 define a heat dissipation space 33 for the passage of a liquid. The first and second connecting portions 23, 32 are fastened together by screws 34.
Le dispositif de décharge de surcharge 400 est disposé dans le boîtier de batterie 20 et comprend une pluralité de modules de décharge de surcharge 40 connectés électriquement aux éléments de batterie secondaire 10. Le nombre de modules de décharge de surcharge 40 est égal celui des éléments de batterie secondaire 10, et chacun des modules de décharge de surcharge 40 comprend une résistance d'équilibrage qui est fixée à la plaque de dissipation thermique 30 et utilisée pour consommer la puissance électrique. Dans ce mode de réalisation, chacune des résistances d'équilibrage est une résistance en ciment 41. La résistance en ciment 41 est fixée la partie de dissipation thermique 31 de la plaque de dissipation thermique 30, située dans l'espace de dissipation thermique 33, et comprend une surface de conduction thermique 411 venant en butée contre la plaque de dissipation thermique 30, deux parties de verrouillage 412 fixées à la plaque de dissipation thermique 30 par des vis 42, et une pluralité de rainures de dissipation thermique 413. Chacun des premiers connecteurs 50 est connecté 30 électriquement à un module correspondant parmi les modules de décharge de surcharge 40. Chacun des seconds connecteurs 60 est connecté électriquement à une résistance correspondante parmi les résistances en ciment 41 et fixé de façon détachable à un connecteur correspondant parmi les premiers connecteurs 50. Étant donné que le boîtier de batterie 20 et la plaque de dissipation thermique 30 sont faits de métal 5 ayant une bonne performance de dissipation thermique, lorsque chacun des éléments de batterie secondaire 10 est surchargé, l'énergie thermique produite par les éléments de batterie secondaire 10 sera absorbée par le boîtier de batterie 20 et dissipée dans l'air environnant par 10 l'intermédiaire de la surface externe 22, de façon réduire rapidement la température des éléments de batterie secondaire respectifs 10 pendant le processus de charge. Lorsque chacun des éléments de batterie secondaire 10 est surchargé pendant le processus de charge, les résistances 15 en ciment 41 des modules de décharge de surcharge 40 consommeront la puissance électrique. À ce moment, les rainures de dissipation thermique 413 dissiperont dans l'air environnant l'énergie thermique convertie à partir de la puissance électrique, et la surface de conduction 20 thermique 411 amènera également l'énergie thermique vers la plaque de dissipation thermique 30, de telle sorte que l'énergie thermique peut être dissipée rapidement dans l'air environnant par la plaque de dissipation thermique 30, et la température des résistances en ciment 41 est 25 abaissée efficacement. À l'aide du boîtier de batterie 20 fait de métal, de la plaque de dissipation thermique 30 et des résistances en ciment à haute puissance 41 montées sur la plaque de dissipation thermique 30, la batterie secondaire de la présente invention, sans structure 30 compliquée, fournira une bonne performance de dissipation thermique et un bon effet de charge pendant le processus de charge, réduisant sensiblement la possibilité d'explosion à haute température.The overcharge discharge device 400 is disposed in the battery box 20 and includes a plurality of overcharge modules 40 electrically connected to the secondary battery cells 10. The number of overload discharge modules 40 is equal to the number of the overload discharge modules 40. secondary battery 10, and each of the overload discharge modules 40 includes a balancing resistor which is attached to the heat sink plate 30 and used to consume the electrical power. In this embodiment, each of the balancing resistors is a cement resistor 41. The cement resistor 41 is attached to the heat dissipating portion 31 of the heat dissipation plate 30, located in the heat dissipation space 33, and comprises a heat conduction surface 411 abutting the heat dissipating plate 30, two locking portions 412 attached to the heat dissipating plate 30 by screws 42, and a plurality of heat dissipating grooves 413. Each of the first connectors 50 is electrically connected to a corresponding one of the overcharge discharge modules 40. Each of the second connectors 60 is electrically connected to a corresponding one of the cement resistors 41 and detachably attached to a corresponding one of the first connectors 50. Since the battery box 20 and the heat dissipation plate that 30 are made of metal 5 having good heat dissipation performance, when each of the secondary battery cells 10 is overloaded, the heat energy produced by the secondary battery cells 10 will be absorbed by the battery case 20 and dissipated in the battery. surrounding air through the outer surface 22, thereby rapidly reducing the temperature of the respective secondary battery cells 10 during the charging process. When each of the secondary battery cells 10 is overloaded during the charging process, the cement resistors 41 of the overload discharge modules 40 will consume the electrical power. At this time, the heat dissipation grooves 413 will dissipate into the surrounding air the thermal energy converted from the electrical power, and the thermal conduction surface 411 will also bring thermal energy to the heat dissipation plate 30, such that the thermal energy can be dissipated rapidly in the surrounding air by the heat sink plate 30, and the temperature of the cement resistors 41 is effectively lowered. Using the battery pack 20 made of metal, the heat dissipating plate 30 and the high power cement resistors 41 mounted on the heat sink plate 30, the secondary battery of the present invention, without complicated structure , will provide good heat dissipation performance and good charging effect during the charging process, substantially reducing the possibility of high temperature explosion.
On peut noter que, à l'aide du boîtier de batterie 20 fait de métal, de la plaque de dissipation thermique 30 et des résistances en ciment à haute puissance 41 montées sur la plaque de dissipation thermique 30, la batterie secondaire de la présente invention n'a pas besoin de système de dissipation thermique supplémentaire, et a donc une structure simple et est facile à fabriquer. De plus, les résistances en ciment 41 sur la plaque de dissipation thermique 30 sont connectées électriquement aux premiers connecteurs 50 des modules de décharge de surcharge 40 par l'intermédiaire des seconds connecteurs 60, et les premiers et seconds connecteurs 50, 60 sont connectés de façon détachable, ce qui rend l'entretien et l'assemblage de la batterie secondaire de la présente invention plus commodes. On peut noter que le dispositif de décharge de surcharge 400 comprend en outre une carte de circuit 401, qui est disposée au niveau de l'entrée de la chambre 21 du boîtier de batterie 20 et conçue pour réaliser une connexion électrique des modules de décharge de surcharge 40 et des éléments de batterie secondaire 10. Chacun des modules de décharge de surcharge 40 comprend un commutateur à semi-conducteurs 43 en tant que commutateur de décharge, et une unité de détection de tension 44 pour détecter la tension des éléments de batterie secondaire 10. Étant donné que l'unité de détection de tension 44 et le commutateur à semi-conducteurs 43 sont issus d'une technologie classique, des explications supplémentaires sont omises. La carte de circuit 401 comprend en outre une électrode positive 402 et une électrode négative 403 en tant que bornes de sortie de puissance de la batterie secondaire. Tandis que divers modes de réalisation de la présente invention ont été présentés et décrits, il apparaîtra à l'homme du métier que d'autres modes de réalisation peuvent être exécutés, sans s'éloigner du cadre de la présente invention.It will be appreciated that using the battery pack 20 made of metal, the heat sink plate 30 and the high power cement resistors 41 mounted on the heat sink plate 30, the secondary battery of the present invention does not need additional heat dissipation system, and therefore has a simple structure and is easy to manufacture. In addition, the cement resistors 41 on the heat sink plate 30 are electrically connected to the first connectors 50 of the overcharge discharge modules 40 via the second connectors 60, and the first and second connectors 50, 60 are connected to each other. detachable manner, which makes the maintenance and assembly of the secondary battery of the present invention more convenient. It may be noted that the overcharge discharge device 400 further comprises a circuit board 401, which is disposed at the inlet of the chamber 21 of the battery case 20 and adapted to provide electrical connection of the discharge modules of the battery pack. Overload 40 and secondary battery cells 10. Each of the overload discharge modules 40 includes a semiconductor switch 43 as a discharge switch, and a voltage detection unit 44 for detecting the voltage of the secondary battery cells. Since the voltage sensing unit 44 and the semiconductor switch 43 are derived from conventional technology, additional explanations are omitted. The circuit board 401 further includes a positive electrode 402 and a negative electrode 403 as the power output terminals of the secondary battery. While various embodiments of the present invention have been presented and described, it will be apparent to those skilled in the art that other embodiments may be performed without departing from the scope of the present invention.
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